Innhold
Atomet, avledet fra et gresk ord som løst oversettes til "det som ikke kan deles," blir ansett for å være den grunnleggende enheten for all materie. Atomer består av subatomære partikler kalt protoner, nøytroner og elektroner, med de to tidligere bosatt i atomkjernen og står for nesten all dens masse, og elektroner begrenset til orbitaler på kanten av atomet. Antallet protoner i naturlig forekommende atomer varierer fra 1 til 92; disse forskjellige atomer tilsvarer elementer, som har forskjellige elektrokjemiske egenskaper på grunn av deres varierende masser og den unike innretningen av deres bittesmå bestanddeler i rommet.
Atomet
Atomer er ekstremt små partikler og kan ikke deles videre med unntak av ekstraordinære midler. Tenk på brikkene som utgjør et puslespill. Disse kan teknisk sett deles opp i mindre stykker papp og papir ved å ødelegge dem, men for praktiske formål er disse brikkene de grunnleggende, udelelige elementene i puslespill.
Atomer består av protoner, som har en positiv elektrisk ladning; elektroner, som har en negativ ladning; og nøytroner, som ikke har noen lading. I et vanlig, elektrisk nøytralt atom er antallet protoner og antall elektroner således likt.
Atommassen til et atom er tilnærmet lik antallet protoner pluss antall elektroner, siden massen av elektroner praktisk talt er ubetydelig.
Proton
Protonet er faktisk indekspartikkelen til et hvilket som helst atom. Det er antallet protoner i et atom som bestemmer identiteten til elementet et atom tilhører; med andre ord, hvis to atomer har et annet antall protoner, er de ikke det samme elementet.
Antallet protoner i et element bestemmer atomnummeret, Z. Hydrogen er det letteste elementet og har ett proton (Z = 1); uran er det tyngste naturlig forekommende elementet og har 92 protoner (Z = 92). Hvert proton, som er tildelt en masse på 1,00728 atommassene (amu), har en ladning betegnet som +1.
Atomer kan eksistere med bare et proton i kjernen, slik tilfellet er med hydrogenatomer. En kjerne uten minst ett medfølgende proton er imidlertid ikke et atom.
Neutronen
Nøytroner har samme størrelse som protoner, med en amu på 1,00867, og bebor også atomkjernen. Antallet nøytroner i et atom i en elementer som er mest stabil, er vanligvis større enn antallet protoner, og denne forskjellen blir større etter hvert som atomtallet øker. Et hydrogenatom har for eksempel et proton, men ingen nøytroner, mens et heliumatom har to av hver. Blikk har derimot 50 protoner og 69 nøytroner, mens uran har henholdsvis 92 og 146.
Antallet protoner pluss nøytroner i et atom er dets massetall, M. Antallet nøytroner i et atom er således atommassetallet minus dets atomnummer, eller M - Z.
Hvis et atom får eller mister nøytroner, forblir det samme element, men blir en isotop av dette elementet. Ulike isotoper blir identifisert ved å legge M til øvre venstre hjørne av forkortelsen for det elementet. For eksempel, 14C er en isotop av karbon (Z = 6) som har åtte nøytroner i stedet for de vanlige seks.
Elektronen
Elektroner er små (0,000549 amu), negativt ladede partikler som er beskrevet som kretser rundt protonene og nøytronene som utgjør en atomkjerne, på samme måte som planeter som kretser rundt solen. Dette er i beste fall en grov beskrivelse, da fremskritt innen kvantefysikk har ført til begrepet diskrete orbitaler om kjernen mellom hvilken elektronene kan "hoppe". Disse orbitalene tilsvarer forskjellige elektromagnetiske energinivåer og får navn som s, p, d og f. Bevegelsen til elektroner stammer fra at de har en ladning på -1 og blir tiltrukket av den positivt ladede kjernen.
Normalt er antall elektroner i et atom lik Z, noe som gjør disse atomene nøytrale i total ladning. Noen atomer har forskjellige antall protoner og elektroner, noe som resulterer i en netto positiv eller negativ ladning. Disse atomene kalles ioner.